Dalam jaringan komputer, komunikasi antar perangkat bergantung pada alamat MAC. Saat sebuah perangkat ingin menghubungi perangkat lain, ia harus mencari tahu alamat MAC tujuan dengan mengirimkan sinyal broadcast ke seluruh jaringan. Namun, tanpa mekanisme pengaturan yang tepat, hal ini bisa menyebabkan masalah serius yang dikenal sebagai broadcast loop.
Di sinilah Spanning Tree Protocol (STP) berperan. STP dirancang untuk mencegah terjadinya broadcast loop dengan mengatur jalur komunikasi dalam jaringan yang memiliki banyak switch. Mari kita bahas lebih dalam bagaimana cara kerja STP dan mengapa ini penting.
Kenapa Broadcast Loop Bisa Terjadi?
Dalam jaringan sederhana, biasanya hanya ada satu switch yang menghubungkan beberapa komputer. Tapi dalam beberapa kasus, administrator jaringan menambahkan lebih dari satu switch sebagai langkah antisipasi jika ada kegagalan pada switch atau kabel.
Misalnya, dalam jaringan dengan tiga switch, sebuah komputer bisa mengirim data melalui beberapa jalur yang berbeda. Jika satu jalur gagal, ada jalur cadangan yang bisa digunakan. Sayangnya, ini juga bisa menyebabkan broadcast loop, di mana sinyal broadcast terus berputar tanpa henti di dalam jaringan.
Ketika sebuah komputer mengirim sinyal broadcast untuk mencari alamat MAC perangkat tujuan, switch akan menyebarkannya ke seluruh perangkat yang terhubung. Jika ada banyak switch dalam jaringan, sinyal tersebut bisa terus berputar dari satu switch ke switch lain tanpa akhir. Hal ini dikenal sebagai broadcast storm, yang bisa membuat jaringan menjadi lumpuh total karena semua sumber daya tersita untuk menangani lalu lintas broadcast yang tidak ada habisnya.
Bagaimana STP Mencegah Broadcast Loop?
STP bekerja dengan memblokir jalur tertentu dalam jaringan untuk mencegah terjadinya loop. Tapi bagaimana STP menentukan jalur mana yang perlu diblokir?
Prosesnya terdiri dari beberapa langkah utama:
- Menentukan Root Bridge
Langkah pertama dalam STP adalah memilih root bridge, yaitu switch utama yang akan menjadi pusat rujukan dalam jaringan. Pemilihan root bridge dilakukan melalui pertukaran pesan yang disebut BPDU (Bridge Protocol Data Unit).
Setiap switch dalam jaringan memiliki Bridge ID, yang terdiri dari:
- Prioritas switch (default: 32.768)
- VLAN number
- Alamat MAC switch
Switch dengan Bridge ID terendah akan dipilih sebagai root bridge. Jika semua switch memiliki prioritas yang sama, maka alamat MAC akan menjadi penentu.
- Menentukan Root Port
Setelah root bridge terpilih, langkah berikutnya adalah menentukan root port pada switch lainnya. Root port adalah port yang memiliki jalur tercepat menuju root bridge.
Kecepatan jalur dihitung menggunakan path cost, berdasarkan tabel berikut:
- 1 Gbps → biaya = 4
- 100 Mbps → biaya = 19
- 10 Mbps → biaya = 100
Misalnya, jika semua jalur dalam jaringan memiliki kecepatan 100 Mbps, maka setiap jalur memiliki path cost 19. Switch akan memilih jalur dengan path cost terendah untuk dijadikan root port.
Jika ada jalur yang lebih cepat, seperti 1 Gbps, maka path cost-nya lebih rendah (4), sehingga jalur ini lebih diutamakan.
- Menentukan Port yang Harus Diblokir
Setelah root port dipilih, STP harus menentukan jalur mana yang perlu diblokir untuk mencegah loop. Caranya adalah dengan melihat Bridge ID dari switch yang terhubung.
- Port pada switch dengan Bridge ID lebih rendah akan tetap aktif sebagai designated port.
- Port pada switch dengan Bridge ID lebih tinggi akan diblokir.
Dengan memblokir jalur tertentu, STP memastikan bahwa tidak ada jalur ganda yang menyebabkan broadcast loop. Namun, jika suatu jalur utama mengalami kegagalan, STP akan secara otomatis mengaktifkan kembali jalur yang sebelumnya diblokir.
Pengembangan STP: RSTP
STP pertama kali dikembangkan pada tahun 1985 sebagai IEEE 802.1D standard. Namun, STP memiliki kelemahan dalam hal kecepatan adaptasi terhadap perubahan jaringan. Jika terjadi kegagalan pada salah satu jalur, STP membutuhkan waktu 30 hingga 50 detik untuk menyesuaikan kembali jalur komunikasi.
Untuk mengatasi masalah ini, pada tahun 2001 diperkenalkan Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) sebagai IEEE 802.1W standard. RSTP memiliki keunggulan dalam hal waktu konvergensi yang lebih cepat, yaitu kurang dari 6 detik, dibandingkan STP yang lebih lambat. Selain itu, RSTP tetap kompatibel dengan STP, sehingga dapat digunakan dalam jaringan yang masih menggunakan STP.
Eksperimen Broadcast Storm
Jika ingin melihat sendiri bagaimana broadcast storm bisa terjadi, ada cara sederhana untuk mengujinya.
- Gunakan switch standar tanpa fitur loop blocking.
- Hubungkan beberapa komputer ke switch tersebut.
- Ambil satu kabel jaringan, lalu colokkan kedua ujungnya ke switch yang sama.
Ketika komputer mengirim sinyal broadcast, switch akan terus menerus mengulanginya tanpa henti, menciptakan broadcast loop. Efeknya:
- Lampu LED pada switch akan berkedip cepat secara bersamaan.
- Komputer tidak bisa berkomunikasi satu sama lain.
- Koneksi internet (jika ada) akan terputus.
Begitu kabel yang menyebabkan loop dicabut, jaringan akan kembali normal.
Spanning Tree Protocol (STP) adalah solusi yang sangat penting untuk mencegah broadcast loop dalam jaringan dengan banyak switch. Dengan memilih root bridge, menentukan root port, dan memblokir jalur tertentu, STP mampu menjaga stabilitas jaringan.
Jika membutuhkan respons yang lebih cepat terhadap perubahan jaringan, Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) adalah pilihan yang lebih baik karena mampu menyesuaikan jalur komunikasi dalam waktu kurang dari 6 detik. Bagi siapa saja yang bekerja dengan jaringan komputer, memahami STP sangat penting untuk menjaga performa dan kestabilan jaringan.
